(论文 页数:57 字数:22147)摘要:利用煤炭、石油等常规资源发电的大电厂中,同步电机无疑优于异步电机。然而,近几年来,在许多国家,异步发电机的发电量却迅猛增长。因为在利用分散的变化无常的各种风力、水力发电时,异步电机在很多方面超过同步电机。
本文介绍了有关异步发电机在国内外的应用情况，阐述了异步发电机具有结构简单、牢固、体积小、重量轻、辅助设备少、运行维护方便等优点。从分析异步发电机的工作原理及运行入手，研究了异步电动机改制异步发电机的方法。论述了异步发电机的主要技术指标、设计要点以及典型应用，给出了异步发电机配套用电力电容器技术数据。
研究了异步发电机的控制保护装置，叙述了异步发电机的结构及日本的异步发电机系列，分析了异步发电机的优缺点。
同时讨论了异步发电机电磁设计特点及机端并联电容量的确定原则。文中所提方法在国内几座小水电站的建设中得到了验证，为进一步推广应用异步发电机提供了技术保障。



关键词：异步发电机,水轮发电机,原理,工作特性,电磁设计,结构,应用



Abstract
Make use of the normal regulations resources, such as coal and petroleum...etc. generate electricity in the big power station, the synchronous generator is doubtless an electrical engineering of better than induction generator. However, in the last few years at many nations the induction generator to generate electricity the quantity but fast fierce growths. Because at constantly changing various wind force, hydraulic power that make use of to scatter, an induction generator is exceeding the synchronous generator very in many ways.
This text introduced the application of the induction generator at home and abroad, elaborated the induction generator to have the structure simple, firm, the cubage is small, weight light, lend support to the equipments little, circulate the maintenance convenience etc. From analysis the difference treads the work principle and movements of the generator to commence, studying the difference to tread the electric motor to change the system the difference step the method of the generator. Discussing the difference treads the main technique index sign of the generator and designs the important point and typical models application, give the induction generator kit with the electric power capacitor technique data.
Studying the difference treads the control protection device of the generator, describing the structure of the induction generator and a generator series of Japans, and analyzing the merit and shortcoming of the induction generator.
Discussed the induction generator electromagnetism design characteristics and machines to carry to merge the amount of electric capacity to really settle the principle at the same time. The method suggest gets to verify in local and several small waters give or get an electric shock the construction of the station in the text, applying a induction generator of difference to provide the technique the guarantee for the further expansion.

Keyword: induction generator； water turbo-generator； principle； the work characteristic；electromagnetism design；structure；application

目录
1 绪论 2
1.1 引言 2
1.2 异步发电机在水力发电中发展应用 4
1.3 本课题的提出及意义 5
2小型异步发电机研究 7
2.1 异步发电机基本原理 7
2.2 自励异步发电机的工作原理 7
2.3 异步机发电的工作运行原理 9
2.4 异步发电机设计研究 11
2.5 利用三相异步电动机改制异步发电机 12
2.5.1 电容器的选择与计算 12
2.5.2 接线方法（如图） 16
2.5.3 使用注意事项 17
2.6 小型异步发电机典型应用 18
2.6.1 高精度校表电源 18
2.6.2 把直流发电机的能量回馈到电网 20
2.7 异步发电机配套用电力电容器数据 22
3 水轮异步发电机的研究 24
3.1 三相异步发电机结构原理研究 24
3.1.1三相电容式异步发电机的结构 25
3.1.2 三步发电机的发电原理 25
3.1.3 三相异步发电机电容器的选择 29
3.2 异步发电机的特性 32
3.2.1 运行特性 32
3.2.2异步发电机功率因数的改善和自励现象 35
3.2.3异步发电机电磁设计特点 38
3.3 过渡过程 40
3.3.1 并网时的冲击电流 40
3.3.2 三相短路电流 41
3.4 异步发电机结构 41
3.4.1 卧式异步发电机 42
3.4.2. 立式异步发电机 43
4 异步发电机与同步发电机的比较 45
4.1异步发电机主要的优缺点 45
4.2 异步发电机与同步发电机在电站中应用的经济性比较 46
4.3 异步发电机水力发电应用实例 47
5 结束语 50
致谢 51
参考文献 52




1 绪论
1.1 引言
在现代电力系统中，同步电动机一统天下。但是，在一些小型或微型水电站中，在偏远地区的独立移动电站和风力发电站中，异步发电机（又名感应发电机）也得到了普遍应用，特别是在独立移动电站中，实心转子三相异步发电机具有明显的优越性。
一台异步电动机，只要用原动机将其转子拖动到高于旋转磁场的转速，就可以作为发电机运行。其运行方式有并网运行和单机运行两种。
异步发电机一般都采用三相电机，但是，在采用单相电网供电的山区农村，单相异步发电机也得到了应用。
由于在副绕组中串接有电容器，单相异步发电机与同容量的三相同步发电机相比，其效率和功率因数都比较高，用铜量也少。因单相电源无相序制约，并网运行时操作特别简单。由于一般三相异步发电机运行中要吸收约3O％额定功率的无功功率，造成电网功率因数下降。为了解决这一问题，人们借鉴Wan lass的设计思想，研制出了三相电容式异步发电机。由于在副绕组中串接有电容器，功率因数很高，而且可以通过设计适当的主、副绕组匝比及选用合适的电容，达到消除谐波、降低损耗和提高效率的目的。为了进一步提高异步电机的可控性，适应实际工况中负载和转速的动态变化，人们研制出了带定子励磁补偿绕组的双绕组异步发电机，使用电力电子变流器来对发电机进行控制。